井巷工程设计.docx

1、井巷工程设计河南工程学院井巷工程课程设计某煤矿第二水平东运输大巷断面及爆破设计学生姓名： 王隽龙 学生学号： 学 院： 安全工程学院 专业班级： 安全工程1342班 专业课程： 井巷工程 指导教师： 2015年 12 月 24 日井巷工程课程设计任务书题目：某煤矿年设计生产能力90万t吨，为瓦斯矿井，采用立井多水平开拓方式，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为360m3/h。第二水平东运输大巷长度1200m，服务年限为25年；通过的流水量为150m/h ，风量为34m/S；采用ZK106/250电机车牵引1.5 t矿车运输。巷道内铺设一趟直径为150mm的压气管和一趟直径为80mm的供水管。设

2、计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数=46。该矿实行“三八”工作制，计划月进尺120m，每月实际工作30d，实行掘支平行作业，每一掘进班完成一个循环。预计正规循环率为0.9，炮眼利用率为0.9。设计内容：1、选择合适的巷道断面形状。2、设计双轨直线段的巷道断面。确定巷道净宽、拱高、墙高、净断面面积、净周长，并进行风速校核。选择合适的支护方式，确定支护参数。最后确定巷道的掘进断面尺寸。3、布置巷道内水沟和管线。4、计算巷道掘进工程量和材料消耗量。5、绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。6、根据设计的断面图，编制爆破作业图表。包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置

3、图、装药量及起爆顺序、预期爆破效果。设计要求：1、在规定的时间内认真、独立地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使设计成果达到较高水平。2、要通过计算确定的，必须有必要的计算步骤和过程。要参照有关规范和经验确定的，请说明确定理由。设计参照依据：煤矿安全规程、煤矿井巷工程质量验收规范、煤矿巷道断面和交岔点设计规范、煤矿矿井采矿设计手册、井巷工程等。3、说明书用A4纸打印，要求内容完整，格式符合安全工程学院井巷工程课程设计撰写模板。图纸绘制用CAD，绘图比例用1：50，纸型为A4。图纸格式要求按示例一，示例二；线型、线宽及图例，参照采

4、矿设计手册采矿制图部分要求。4、提交的设计成果包括：设计说明书及有关图纸（巷道断面施工图，炮眼布置图）。第一部分 巷道断面设计第1节 选择巷道断面形状与支护方式年产90万吨矿井的运输大巷，服务年限在25年。采用600mm轨距双轨运输大巷，穿过稳定岩层（f=46），掘进方法采用钻眼爆破。支护方式选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，局部需加强支护地段铺设钢筋网，形成锚喷网联合支护，圆弧拱形断面。第2节 巷道净断面尺寸确定一、确定巷道净宽度B因采用ZK106/250电机车，查井巷工程第三版表3-2得电机车宽A1=1060mm、高h=1550mm，1.5t矿车宽1050mm、高1550mm。根据煤矿安

5、全规程，取巷道人行道宽C=840mm800mm，非人行巷道一侧安全间隙宽a=400mm，查井巷工程第三版表3-3知本巷道双轨中线距b=1300mm则两电机车之间的距离为1300-（1060/2+1060/2）=240200mm。该距离大于煤矿安全规程所规定的两列对开电机车安全间隙不小于0.2m，故巷道净宽B=a1+b1+c1 (1-1)B=（400+1060/2）+1300+（1060/2+840）=930+1300+1370=3600mm二、确定巷道净高度H(一)确定巷道拱高h0圆弧拱形巷道拱高：h0=B/3=3600/3=1200mm (1-2)圆弧拱形巷道半径R因h0=(1/3)B时R=

6、0.541667B (1-3)R=0.5416673600=1950mm(二)确定巷道壁高h31、按架线式电机车导电弓子要求确定h3由井巷工程第三版表3-6中圆弧拱形巷道壁高公式得： (1-4)h4轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h4=2000mm；hc道床总高度。查井巷工程第三版表3-10选用30kg/m钢轨，再查表3-5得hc=410mm，道碴高度hb=220mm；n导电弓子距拱壁安全间距，取n=300mm；k导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取K=360mm；b1轨道中线与巷道中线间距b1=B/2-a1=3600/2-930=870mm。 (1-5)2000+410-(1-

7、6)2410+750-11002060mm2、按管道装设要求确定h3 (1-7)式中h5道碴面至管子底高度，按煤矿安全规程取h5=1800mm；h7管子悬吊件总高度，取h7900mm；查井巷工程第三版表3-5道碴高度hb=220mm；m导电弓子距管子间距，取m=300mm；D压气管法兰盘直径，D=335mm；b2轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-c1=3600/2-1370=430mm； (1-8)1800+900+220+750-14912179mm3、按人行高度要求确定h3 (1-9)式中j为距离巷道壁的距离。距墙壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。一般取j=200mm。1800+

8、220+750-8611909mm综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高度为h3=2200mm。则巷道高度H=h3-hb+h0=2200-220+1200=3180mm按0.1m进级原则，取H=3200mm。三、确定巷道净断面积S和净周长P由井巷工程第三版表3-8知净断面面积S=B(0.24B+h2) (1-10)式中 h2道碴面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2200-220=1980mm (1-11)则S=3600（0.243600+1980）10-6=10.24m2。净周长S=2.27B+2h2=2.273600+21980=12.132m。 (1-12)第三节 风速校核巷道净断面面

9、积查井巷工程第三版表3-9可知Vmax=8m/s已知通过风量最大值34m/s代入式得：V=Q/S=34/10.24=3.32m/s8m/s (1-13)设计的大巷净断面面积，风速没有超过规定，可以使用。第4节 巷道水沟尺寸选择及管线布置已知通过巷道的水量为150m3/h，设计水沟坡度为3，查井巷工程第三版表3-12得：水沟深400mm，水沟宽400mm，水沟净断面积0.160m2，水沟掘进断面积0.203m2，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水沟用混凝土0.133m3。压风管和供水管悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行到一侧，通讯电缆挂在管子上方。第5节 确定巷道掘进

10、断面尺寸1、选择支护参数本巷道采用锚喷支护根据巷道净宽3600mm、穿过中等稳定岩层、服务年限25年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大并能快速安装的树脂锚杆。锚杆杆体为20mm螺纹钢，每个孔安装两个树脂药卷，锚固长度700mm，设计锚杆预紧力50kN，锚固力120kN。锚杆长度2.0m，呈方形布置，其间排距0.8m0.8m。锚杆托盘为10mm厚，120mm120mm的拱形托板。喷射混凝土设计厚度T1=100mm，设计强度为C18，分两次喷射，每次各喷50mm厚。故支护厚度T=T1=100mm。巷道布局需加强支护地段，在首次喷射50mm厚混凝土之后铺设6mm的钢筋网，网格尺寸为100mm100m

11、m，形成锚喷网联合支护。二、选择道床参数根据巷道通过的运输设备，已选用30kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为410mm和220mm，道砟面至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190mm。采用钢筋混凝土轨枕。三、确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度：B1=B+2T=3600+200=3800mm (1-14)巷道计算掘进宽度：B2=B1+2=3800+275=3950mm (1-15)巷道设计掘进高度：H1=H+hb+T=3200+220+100=3520mm (1-16)巷道计算掘进高度：H2=H1+=3520+75=3595mm (1-17)巷道设计掘进断面面积：S1=0.24

12、B2+1.27BT+1.57T2+B1h3=11.95m2 (1-18)巷道计算掘进断面积：S2=0.24B2+1.27BT+1.57T2+0.24T+0.1B+0.01+B2h3=12.24m2 (1-19)四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道拱与墙掘进体积：V1=S21=12.24m3 (1-20)每米巷道墙角计算掘进体积：V1=0.2（T+）1=0.035m3 (1-21)每米巷道拱与墙喷射材料消耗：V2=(1.27B+1.57T+0.24)T1+2h3T1=0.913m3 (1-22)每米巷道墙角喷射材料消耗：V4=0.2T11=0.02m3 (1-23)每米巷道喷射材料消耗（不

13、包括损失）：V=V2+V4=0.913+0.02=0.933m3 (1-24)每米巷道锚杆消耗为： (1-25)式中 P1计算锚杆消耗周长：P1=1.27B+3.14T+0.24+2h3=9.29m (1-26)M，M锚杆间距、排距“M=1.0m=8.79根折合质量为： (1-27)式中 l锚杆长度，l=2.0m；d锚杆直径，d=20mm；锚杆材料密度，=7850kg/m3。G=43.34kg由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗M=2N=17.4支。每排锚杆数为：N1.0=8.591=8.599根每排树脂药卷数：M1.0=17.1818支每米巷道粉刷面积：Sn=1.27B3+2

14、h2+0.24式中，B3为计算净宽：B3=B2-2T=3750mm故 Sn=1.273.750+21.980+0.24=8.97m2第六节 绘制巷道断面施工图见附图1-1 运输大巷断面施工图表1-1运输大巷特征围岩类别断面面积/m2设计掘进尺寸/mm喷射厚度mm锚杆/mm净 周 长/m净面积设计掘进宽高型式外露长度排列方式间距排距锚杆长直径10.2411.9538003520100树脂锚杆50方形1000100020002014.0表1-2 运输大巷每米工程量及材料消耗围岩类 别计算掘进工程量/m3锚杆数量材料消耗/mm粉刷面积/m2巷道墙脚喷射材料/m3锚杆钢筋/kg树脂药卷/支12.240.0358.790.93343.3417.48.97第二部分 爆破说明书及爆破图表编制第一节 爆破工程的原始条件设计的施工井巷为第二水平东运输大巷，巷道断面形状为半圆拱形，巷道净宽3600mm，净高3100mm；掘进宽度为3800mm，掘进高度3420mm。大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数=46。井下最大涌水量为150m3/h.为瓦斯矿井。第二节 爆破器材选择一、炸药根据围岩性质、瓦斯情况及含水性等因素选取炸药，本巷道选择使用三级煤矿许用乳化炸药RJ-1。二、雷管煤矿安全规程规定